金色学院前沿课第五讲跨链：技术与发展

本课主题：跨链:技术与发展

课程介绍：随着区块链技术不断发展，越来越多公链、联盟链被我们熟知，关于跨链的研究从来都是热潮迭起，区块链经过几年的喧嚣、沉淀、升华，落地应用的成熟发展，逐渐催生与其他应用交互的外联需求，而跨链作为解决这种需求的基础设施，越来越被重视起来，本期课程本节课讲讲跨链技术。

课程大纲：

1.跨链技术的历史和发展背景

2.跨链技术简介

3.本地验证

4.原生验证

5.外部验证

6.跨链应用的类型

7.跨链未来发展方向展望

导师简介：

Michael Celer Network 核心开发工程师

课程内容：

大家好，我是来自Celer的核心开发Michael，很高兴今天有机会能和大家分享一下跨链相关的内容。

1.跨链技术的历史和发展背景

首先说说跨链是什么吧。跨链是一种让信息在不同链之间能够互通的技术。那为什么会需要这种技术呢？这里我从一些历史讲起。首先比特币作为第一种基于区块链技术构建的数字货币，大家应该都比较熟悉了。同样以太坊作为第一个比较成功的智能合约平台，大家也都比较熟悉了，它提供了EVM以太坊虚拟机，可以运行各种各样的应用，包括DeFi、NFT、区块链游戏等等。最早的跨链呢，就是研究怎么把比特币和以太坊这两条链打通，让比特币可以以一种形式在以太坊上被使用，但这个需求一直不温不火。时间到了2020年，随着虚拟货币市场的回暖，以太坊的用户数、交易数迅速增长，出现了很明显的拥堵状况。表现为Gas费用飙升，一笔交互可能要消耗价值数十、数百美金的以太坊，以致资金规模较小的普通用户基本无法承担与以太坊交互的费用。在这种环境下，出现了两个方向，一是通过状态通道和Rollup这样的二层扩容技术增加以太坊的容量，在这方面Celer也做过很多努力和尝试，在以太坊上推出了第一个通用状态通道网络，并且做出了Layer2.Finance，一个基于Rollup技术的二层DeFi聚合器，在此就不赘述了。第二种呢，就是复制以太坊的EVM虚拟机，另起一条更高速、成本更低的链，例如大家现在用得很多的BSC、Polygon、Fantom等。由于这些类似以太坊的链用户数量非常多，让资产在不同链之间进行转移便成为了刚需。到了2021年，随着Cosmos IBC的上线和发展，Cosmos生态的跨链应用也逐渐发展了起来。我们今天讲的跨链技术，目前最主要的用途就是在不同的EVM智能合约平台、或者EVM到非EVM链之间进行资产和消息的转移。我们Celer目前正在主推的cBridge资产跨链桥和Celer IM消息跨链桥，也是为了实现不同智能合约平台之间的互通。

2.跨链技术简介

接下来我们简单说说跨链在技术上是怎么一回事。通俗来讲，跨链技术的本质就是验证源链上的一个事件，然后在目标链上同步一下。其中这个验证可以说是最核心的部分。那么验证主要有哪几种实现方式呢？个人认为可以分为三种大类：本地验证、原生验证、外部验证。

3.本地验证

分别说一下是什么吧。本地验证就是跨链的发起方和接收方点对点进行跨链，分别自行去验证这个跨链的事件。在技术上一般是通过哈希时间锁完成原子交换。通俗来说就是发起方在源链上锁住一笔钱，接收方看到后，在目标链上用同样的锁也锁住一笔钱，然后发起方公布一个secret，解开这把锁，把两笔资金各自释放出来，这样就完成了基于原子交换的跨链。这一过程由于无需任何对第三方的信任，可以说是最安全的跨链方式。我们cBridge最早的版本就是基于这种技术的。但是它的缺点也很明显，就是由于跨链是点对点进行的，资金效率非常低下。比如说有人想进行一笔较大资金的跨链，由于原子交换的特性，必须有一个接收方提供同样数额的流动性，这一点是比较难做到的。这也是基于原子交换的本地验证模式难以提高交易量的原因。目前采用这种模式的跨链项目主要有Connext, Hop等。

4.原生验证

第二种，原生验证，就是把跨链消息的验证集成在底层区块链本身之中，让区块链的验证人去验证另一条链上的事件。由于这个验证是做在区块链共识本身里的，在两条链本身是安全的情况下，不需要信任第三方。这种模式的缺点是由于验证做在了共识层，能够跨的链数量会比较有限，一般只适用于同构的区块链之间进行跨链。这一种模式的典型代表就是Cosmos IBC，可以在同样是基于Tendermint / Cosmos SDK的链之间进行跨链。另外还有没上线的波卡XCMP。异构链之间的原生验证也是可以做的，只是成本会比较高，比如Near的彩虹桥，提现到以太坊的时间会比较长，费用也高。另外比如各种Rollup的官方桥，也是属于广义上的原生验证。

5.外部验证

第三种，外部验证，就是通过第三方来验证跨链事件。这种验证模式不依赖于底层的共识，实现起来成本比较低。同时资金也不依赖于单点提供流动性，可以支持大额转账。外部验证的缺点就是安全性比前两种低。这个主要取决于“第三方”是怎样实现的。比如通过中心化交易所跨链，其实就是信任了中心化交易所这个第三方。常见的多签跨链桥，也是一种相对中心化的第三方，例如最近被黑的Ronin桥就是由于大多数多签人私钥泄漏导致的。另外之前其他一些外部验证的跨链桥被黑事件是由于一些技术实现上的漏洞，导致私钥被人推出，或者验证被绕过。Celer的cBridge采用了一条基于Cosmos SDK的链来进行验证，通过质押CELR，DPoS的机制提供了一个相对去中心化的验证人集合。另外，我们也实现了一套复杂的监控和告警系统，对于大额转账会采取两步提交的方式，用类似Rollup的验证方法检查有效之后再释放资金，从而提高了安全性。

6.跨链应用的类型

说完了技术层面，我们来说说跨链的应用。目前的跨链桥分为两大类，专用的资产跨链桥和通用的信息跨链桥。其中又有一些细分。比如资产跨链桥，一般分为基于流动性池的模式和锁定/铸造模式两种。流动性池的模式有点类似Curve这样的AMM。流动性提供者在各条链上存入资产，通过和用户进行流动性互换的方式来跨链。锁定/铸造模式是在源链上锁住资产，同时在目标链上一比一地铸造出映射资产。Celer的cBridge是同时支持两种模式的。

第二大类是消息跨链。这种类型的跨链桥可以让开发者进行任意的跨链智能合约调用，实现跨链借贷、交易、质押、治理等应用场景。个人认为，目前的资产跨链桥，大概率不会是跨链应用的最终形式。因为它的缺点是资金利用率还是比较低的，TVL依赖于挖矿等激励，并且在出现安全事件的情况下潜在的损失会比较大。我认为更合理的形式，还是把资产留在各条链上的协议中，然后通过消息跨链来进行操作。这也是我们Celer IM在今年会全力实现的愿景。

7.跨链未来发展方向展望

跨链技术作为一种刚需，个人认为还有很大的发展空间。从安全性来说，简单的多签跨链桥由于事故频出，已经不能满足用户的需要了，所以需要进一步发展去中心化的验证方式，比如对大额转账用零知识证明的方式加上一层保障。

从形式来说，预计通用的消息跨链桥会越来越多，应用开发者和跨链技术服务团队在接入过程中也会逐步形成一套跨链、多链应用的开发范式，让用户在不用切换链的情况下，一键畅游多链生态。

从接入的链来说，目前虽然还是同构的EVM链为主，但随着其他生态的逐步发展，异构链之间的跨链会形成常态，例如EVM到Cosmos、Solana的桥等等。

以上就是我对跨链技术和应用的一些理解，感谢收听。

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编译者/作者：金色学院

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